蜻蜓翅膀“變”氣凝膠

氣凝膠是世界上密度最小的多孔材料,目前最輕的氣凝膠僅有每立方厘米0.16毫克,甚至可以在空氣中飛行。氣凝膠不僅是非常好的絕緣材料,還是良好的隔熱材料,可以應用在很多方面。比如氣凝膠可以用作太陽能熱水器的隔熱材料,可以很好地保溫,提高熱水器使用效率;可以用來制作保暖衣物,保暖能力好又輕薄;還可以制作輕便又有彈性的球拍……

蜻蜓翅膀“變”氣凝膠

但是氣凝膠制作成本高,制作困難,所以現在的氣凝膠一般隻用於航天航空器上,一般日常生活中用不起這種新材料。不過最近,研究人員意外地從蜻蜓身上找到瞭制作氣凝膠的簡易又廉價的方法。

英國的一名昆蟲學傢在觀察蜻蜓的翅膀時,驚訝地發現蜻蜓的翅膀上佈滿瞭細小的氣孔,這跟氣凝膠的結構完全相同!這引起瞭研究團隊的疑問,為什麼蜻蜓的翅膀會有這樣的結構呢?通過長期的觀察,研究人員發現,當蜻蜓處於幼蟲階段時,它的翅膀十分柔軟且濕潤,然後蜻蜓幼蟲會產生碳酸氫鈉分子,碳酸氫鈉分子和翅膀裡的水反應,產生並釋放二氧化碳氣體,二氧化碳會“吹幹”蜻蜓幼蟲的翅膀,並使翅膀產生氣孔,幼蟲翅膀會形成輕盈、幹燥、穩定的結構。

瞭解瞭蜻蜓翅膀的形成過程,研究團隊開始在實驗室中模擬這個過程。研究人員設計瞭一個裝滿水的二氧化矽凝膠層,通過加入碳酸氫鹽分子,產生二氧化碳以幹燥凝膠層,同時,二氧化碳分子不會被釋放出去,而是被“鎖”在凝膠層中,這樣能夠防止凝膠層的塌陷,幹燥後的二氧化矽凝膠層具有輕薄和堅固的性質,氣凝膠就此產生。

氣凝膠是一種令人驚嘆的材料,安全、輕便、穩定,根據蜻蜓翅膀制作出的氣凝膠,制作過程簡單,制作成本低,無論是結構還是性能,都與傳統方法制作出的氣凝膠完全相同。研究人員表示,因為這項制作氣凝膠的新技術,氣凝膠或許可以得到大規模應用,甚至在未來,他們還能創造出可以建造房子的氣凝膠。

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